摘要：宽带柔性转发器作为下一代卫星通信有效载荷,采用星上数字信道化处理,可以很好地解决传统有效载荷存在的问题,实现卫星信号任意频段、任意带宽之间的灵活交换。该文分析了柔性转发器中调制滤波器组的性能特性,将滤波器组的设计转换为原型滤波器的设计,提出了一种近似精确重构的原型滤波器设计方法。该方法通过间接设计的思想,首先采用Parks-McClellan算法设计得到低阶的双通道滤波器h(2)(n)和实对称FIR滤波器g(n),然后利用g(n)实现对h(2)(n)的非零值M倍内插与2倍抽取,得到近似精确重构的原型滤波器h(M)(n),从而避免了IFIR法设计过程中镜像分量产生的性能损失。仿真结果表明,采用该文方法设计得到的调制滤波器组较传统设计方法表现出良好的性能。

摘要：在深空通信中,由于通信距离大幅增加,通信信号的自由空间传播损耗很大,提高系统的功率利用效率是深空通信系统设计需要考虑的重要问题之一。提出了基于LDPC码和FQPSK调制的级联编码调制体制,首先提出该编码调制体制的系统模型,通过修改相应的算法给出适合FQPSK的迭代解调解码算法,通过计算机仿真分析了该体制的误码率性能。研究结果表明:该体制利用FQPSK的恒包络特性克服信道非线性问题并使功放工作在饱和区,利用LDPC码实现低信噪比通信,同时在接收端通过迭代解调解码获得增益,从而能够缓解深空通信中由于传输距离过远而带来的极低信噪比通信问题。

摘要：由于其特有的广域宽覆盖等特点,数据广播业务一直是空间网络的主要业务。然而空地间信道由于受到远距离、天气变化及遮挡等因素影响,数据传输时延长且丢包率较高。为进一步提高数据广播的性能,该文将反馈信息与LT码相结合,提出一种新的空间网络数据广播传输策略。与传统的数据广播策略相比较,新的传输策略利用反馈信息估计信道丢包率,并在此基础上引入信道状态矩阵和数据包选择权重向量,设计了数字喷泉新的编码方法,进而使得数据在重传阶段能够根据信道状态和重传概率实时调整。仿真结果表明,新的数据广播策略能够实现传输较少数据包的基础上实现原始数据的可靠接收。

摘要：针对星地网络中卫星上行链路与地面网络频率共享问题,挖掘频率共享空间可能性,搭建基于周期感知的机会频谱接入模型;研究感知时长与卫星上行链路吞吐量权衡问题,证明吞吐量是关于感知时长的凹函数;对时变信道引入多时隙感知和协作感知方法,分析两种方法对感知性能的提升。仿真结果表明,设计卫星网络的感知时长可以最大化上行链路吞吐量,多时隙感知和协作感知策略可以进一步提升卫星网络吞吐量。

摘要：为解决全带宽跳波束卫星通信系统中的干扰问题,提出一种基于波束分簇的跳波束图案优化方法.以各波束请求量占系统可提供资源的比例为时隙分配依据,在满足相对公平的前提下提高系统总容量,推算距离门限值,当波束间距离大于该门限时,干扰对于信号质量的影响可忽略不计,从而达到规避干扰的目的.仿真结果表明,与传统多波束系统相比,该资源分配方法可使系统容量提升24.6%,消除系统干扰对信号质量的影响,改善跳波束图案的时隙连续性.

摘要：现有卫星通信地面网桥在进行IP数据星地传输时多采用私有协议和定制化结构,增加了前期系统联试和后期设备扩展的工作量.同时,窄带相较于宽带通信,占用频谱资源更少,不需要高信噪比的通信环境,可在复杂电磁环境等特殊场景应用.因此本文针对现有不足,并根据应用场景需求,为具有透明转发功能的卫星设计地面通用网桥设备,并对其协议、软件设计进行详细描述.最后通过两设备基带中频互通实验模拟设备与透明转发卫星组网,对其功能和性能进行测试,测试结果证明了方案的有效性.

摘要：为解决宽带卫星通信系统中多媒体业务QoS的保障问题,参考Diffserv模型建立了系统QoS架构,针对系统上行链路为多用户共享接入的特点,进行了星地一体化联合设计,其中星上资源动态分配算法基于联合自由/按需分配多址接入协议进行扩展,在用户终端采用两级排队调度策略,通过分级调度算法实现业务与系统QoS的映射。在此基础上搭建宽带多媒体卫星通信地面仿真验证系统,测试了业务传输性能。测试表明,本架构对实时多媒体业务的QoS可提供较好的保障,达到了现有系统的实测水平。

摘要：随着卫星通信的飞速发展与应用领域的不断扩展,市场对于卫星通信业务的需求也在不断增加,对系统的实时性、灵活性、高效性等各方面性能也提出了更高的要求。GNU Radio是一款开源软件无线电开发平台,其零成本、开放性与可视化图形操作界面为使用者带来了许多便捷。本文阐述了QPSK与TDMA的基本原理,通过在PC端GNU Radio平台中搭建GRC流图,并以HackRF作为硬件平台进行信号发送与接收,实现了一个QPSK调制解调的TDMA通信收发系统,实验结果显示能够正确发送并分离接收两个用户发送的文本信息,验证了本文采用的TDMA方法的可行性。

摘要：针对LT码在采用高斯消元算法时性能分析方法计算复杂且性能较差这一问题,提出了基于概率转移函数的性能分析方法。首先,对两种均匀度分布下的LT码进行了分析并给出了性能的定量表达式;其次,研究了一般性度分布下LT码,给出了一种简单有效的性能衡量的指标参数,并给出了参数的计算表达式;最后,对提出的性能分析方法进行了仿真验证分析。仿真结果表明,与基于生成矩阵满秩上下界计算方法相比较,基于概率转移函数方法对于均匀度分布码字的性能衡量最大误差降低到0.012 4,一般码字计算复杂度降低到O(k^2)。理论分析表明,基于概率转移方法能够更有效地指导通信领域LT码的优化设计。

摘要：宽带LEO星座卫星通信系统是当前卫星通信领域重要的发展热点之一,世界许多国家和卫星通信公司都在制定自己的宽带卫星通信系统方案。为适应我国不断扩大的对外交流,同时提前占据空间的轨道和频率资源,有必要依据我国的现实条件建立起一个自己的宽带卫星通信系统。宽带LEO星座卫星通信系统的星座设计与传统的卫星通信系统星座设计不同,宽带LEO星座卫星通信系统需要满足用户的宽带多媒体业务需求,用户使用时要求的传输速率较高,相应对系统的传输容量要求也高,系统能否在用户终端小型化的同时满足用户的通信需求是一个很重要的问题。在高速率传输情况下,低仰角会导致传输损耗增加,进而使卫星或者用户终端天线口径加大,卫星天线口径太大会导致点波束过窄,而低仰角星座卫星单星覆盖面积大,如果采用低仰角方案会使卫星点波束过多,从而增加卫星复杂度,用低成本卫星难以实现,为此需要研究基于高通信仰角的大规模低轨卫星星座设计。文章将在文献的基础上对边缘通信仰角与轨道高度之间的优化设计进行研究,推导出一种约束条件。